Одним из самых опасных для человека бедствий издавна был пожар. Из-за огня в одно мгновение можно остаться без дома, вещей, а то и погибнуть. Именно поэтому пожарной безопасности придается такое важное значение. Настолько важное, что даже телефон у пожарных – 01 – среди спасательных служб стоит первым. При постройке зданий и сооружений защита от пожара также является одной из важнейших задач.
Одним из самых опасных для человека бедствий издавна был пожар. Из-за огня в одно мгновение можно остаться без дома, вещей, а то и погибнуть. Именно поэтому пожарной безопасности придается такое важное значение. Настолько важное, что даже телефон у пожарных – 01 – среди спасательных служб стоит первым. При постройке зданий и сооружений защита от пожара также является одной из важнейших задач.
Огнезащитные мероприятия
Огнезащитные мероприятия подразделяют на активные и пассивные. Активные – это средства пожаротушения и оповещения при пожаре. Пассивные средства огнезащиты подразделяются на конструктивные и химические. Конструктивные средства защиты от пожара закладываются на этапе проектирования здания или сооружения. К ним относятся: увеличение поперечного сечения конструкций, обетонирование, обкладка кирпичом, оштукатуривание, облицовка несущих конструкций теплоизоляционными экранами, применение огнезащитных конструктивных элементов (например, огнезащитных подвесных потолков), заполнение внутренних полостей конструкций негорючими материалами. Конструктивные методы чаще всего используются для огнезащиты основных несущих конструкций зданий и сооружений. Основные конструктивные материалы – бетон, железобетон, кирпич негорючий. Они не поддерживают горение и не способствуют развитию огня. Разрушительное воздействие огня на эти материалы заключается в потере их прочности при достижении определенной температуры. Под воздействием открытого пламени металлические несущие элементы могут достигнуть предела потери прочности уже через 10-20 минут воздействия. Требования огнестойкости для различных конструктивных элементов здания могут составлять 15-240 минут. Поэтому несущим элементам зданий и сооружений необходима огнезащита. Основной принцип действия конструктивных средств огнезащиты заключается в экранировании конструкционных материалов от воздействия открытого пламени, либо в теплопоглощении и теплоотведении путем специальных конструктивных решений.
Увеличение поперечного сечения конструкций позволяет несущим элементам зданий и сооружений дольше сопротивляться воздействию огня.
Бетонная и кирпичная облицовки, оштукатуривание
Нанесение на несущие конструкции зданий и сооружений бетонных и кирпичных облицовок, а также цементно-песчаных штукатурок являются классическими способами огнезащиты. Они характеризуются высокой эффективностью и применяются для повышения огнестойкости стальных, кирпичных, бетонных и железобетонных конструкций на срок до 2 часов и более. Толщина облицовки зависит от материала и необходимой огнестойкости. Во избежание преждевременного обрушения облицовки при воздействии огня бетонную облицовку толщиной более 50 мм и кирпичную облицовку толщиной 1/4 кирпича (65 мм) армируют стальным каркасом (стержни, хомуты). Для армирования цементно-песчаной штукатурки толщиной 25-60 мм используют стальную сетку.
Бетонные, кирпичные облицовки, цементно-песчаная штукатурка отличаются эффективностью, надежностью и долговечностью. Минусами же можно назвать достаточно высокую стоимость, трудоемкость нанесения, увеличение общей массы конструкций.
Стремление понизить массу облицовки привело к использованию в качестве основы штукатурки материалов с низкой плотностью - перлита, вермикулита минерального волокна и других. Низкая теплопроводность этих материалов позволяет увеличить огнестойкость конструкций до 4-х часов. Еще одним плюсом огнезащитных покрытий на основе таких материалов является возможность их механизированного нанесения.
Теплоизоляционные экраны
Огнезащитное действие экранов основывается либо на их высокой сопротивляемости тепловым воздействиям при пожаре, сохранении в течение заданного времени теплофизических характеристик при высоких температурах, либо на их способности претерпевать структурные изменения при тепловых воздействиях с образованием коксоподобных пористых структур, для которых характерна высокая изолирующая способность. Расположение огнезащитных экранов может осуществляться либо непосредственно на поверхности защищаемых конструктивных элементов, либо на откосе с помощью специальных мембран-коробов, каркасов, закладных деталей.
Экраны, способные длительное время выдерживать термические воздействия, изготавливают на основе гипсокартонных, гипсоволокнистых, асбестоцементных, полужестких минераловатных плит, огнезащитных матов из базальтового волокна.
В качестве материала, испытывающего под действием огня структурные изменения, можно привести в пример перлитовые плиты. Перлит – вулканическое стекло, содержащее в себе большое количество связанной воды. При нагревании вода возгоняется до пара, под действием которого пластифицированная основа перлита увеличивается в 20 раз.
Серди плюсов использования теплоизоляционных экранов можно назвать возможность обеспечения огнезащиты практически любого класса. Среди минусов – достаточно высокую стоимость материалов, трудоемкость монтажа, необходимость антикоррозионной обработки конструкций, необходимость декоративной отделки наружной поверхности экранов на основе минеральных ват.
Заполнение внутренних полостей конструкций негорючими материалами позволяет увеличить теплоемкость конструкций, уменьшить площадь воздействия пламени и, соответственно, увеличить предел огнестойкости. К химическим средствам огнезащиты относят обработку веществами, изменяющими свойства конструкционного материала либо создающими на поверхности материала огнезащитное покрытие.
К веществам, изменяющим свойства материала, можно отнести различные пропитки для деревянных конструкций или тканей. Действие пропиток основано на том, что, находясь в толще материала, они при достижении определенной температуры начинают участвовать в реакции замещения, препятствуя окислению и сдерживая тем самым горение. Минусами такой обработки можно назвать то, что качественная пропитка по всей толще материала возможна только в заводских условиях, поскольку проводится с погружением материала в пропитывающее вещество под давлением. Пропитки, наносимые на поверхность материала, имеют небольшой срок службы, продиктованный внешними воздействиями на материал.
Вещества, создающие на поверхности материала огнезащитное покрытие, представлены лаками, красками и обмазками.
Огнезащитные лаки образуют на защищаемой поверхности тонкую прозрачную пленку, которая обладает декоративными свойствами и защищает поверхность от возгорания.
Огнезащитные краски образуют на защищаемой поверхности тонкий непрозрачный слой. Покрытие препятствует возгоранию и распространению пламени по поверхности.
Огнезащитные краски подразделяют на две группы – невспучивающиеся и вспучивающиеся. Невспучивающиеся краски образуют на поверхности материала негорючий слой, способный долгое время сопротивляться термическому воздействию. Вспучивающиеся краски при нагревании начинают разлагаться с поглощением тепла, происходит выделение инертных газов и паров, не поддерживающих горение. В результате образуется вспененный слой, представляющий собой закоксовавшийся расплав негорючих веществ. Объем покрытия в процессе вспучивания увеличивается в 10–50 раз. Образовавшийся на поверхности материала коксовый слой блокирует конвективный перенос тепла к защищаемой поверхности, подавляя пламя.
Огнезащитные обмазки при нанесении представляют собой пастообразный состав, позволяющий сформировать достаточно толстое (до 1 см) огнезащитное покрытие.
В целом, для химических средств огнезащиты будет верным утверждение о том, что чем толще покрытие, тем выше его предел огнестойкости. Выбор же типа покрытия определяется суммой требований к нему. Лаки образуют тонкую пленку, но обладают декоративной функцией. Краскам с помощью специальных добавок можно придать нужный окрас, но огнезащитные свойства определяются типом краски и толщиной покрытия. Огнезащитные обмазки образуют достаточно толстый огнезащитный слой, но сами нуждаются в защите от внешних воздействий. К плюсам покрытия, выполненного лаками и красками можно отнести простоту нанесения и ремонта покрытия.
Даже максимальное использование всех огнезащитных средств не гарантирует полную невозможность возгорания. Но разумное использование огнезащиты позволит эвакуировать людей, сдержит огонь до прибытия пожарных, сохранит материальные ценности и, в первую очередь, само здание. Не стоит экономить на безопасности!